JP3207958U - 多機能能動型無線周波数識別タグ - Google Patents

Abstract

【課題】薄膜光起電力電池を採用して電力供給を行うと同時に、感知装置及び蓄電装置が結合設置される、多機能能動型無線周波数識別タグを提供する。【解決手段】本考案に係る多機能能動型無線周波数識別タグは、基板１０と、基板上に設置され、エッチング又は印刷によりアンテナ及び回路を構成する導電層２０と、導電層上に設置されると共に、導電層の回路と電気的に接続される薄膜光起電力電池３０と、導電層上に設置されると共に、導電層の回路と電気的に接続される感知装置４０と、導電層上に設置されると共に、導電層の回路とアンテナと電気的に接続される無線周波数識別チップ５０とを備え、かつ無線周波数識別チップは、導電層の回路を介して薄膜光起電力電池と、感知装置とに電気的に接続される。【選択図】図２

Description

本考案は、能動型無線周波数識別タグに係り、特に、薄膜光起電力電池を採用して電力供給を行うと同時に、感知装置及び蓄電装置が結合設置される、多機能能動型無線周波数識別タグに関するものである。

近年、非接触方式で無線信号を伝送する識別装置が既に常用されている。これらの装置において、装置本体は、外部の読み取り・書き込み装置と情報を交換することで、情報伝送と識別効果が達成される。無線周波数識別タグ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ＲＦＩＤ）は、物流管理、商品管理や医療管理などの分野に応用されて次第に普及びしている新興の無線伝送装置の一種である。非接触式、使用容易の特性に基づいて、例えばバーコード走査識別システムとして無線周波数識別システムが、既に次第に従来の接触式識別システムに取って代わっている。

いわゆる無線周波数識別タグは、大体無線周波数チップとそれに電気接続されるアンテナとを含むことが言うまでもない。アンテナを介して無線周波数チップから無線信号を外部の読み取り・書き込み装置に伝送してデータの授受を行うことにより、識別効果が生じる。

無線周波数識別タグは、また能動型と被動型とに大分けることができる。能動型無線周波数識別タグは、外部の電力供給装置（例えば電池）から無線周波数識別タグ自身に電力を供給することができる。一方、被動型無線周波数識別タグでは、直接に外部の読み取り・書き込み装置を介して伝送される無線電波により無線周波数識別タグ自身に電力を供給することができる。その中では、能動型無線周波数識別タグは、識別信号を連続的に提供することができるので、その応用がさらに広汎に普及してきた。

現在、社会環境において再生エネルギーの利用を提唱していることがほとんどであることに基づき、そのため、業者は、薄膜光起電力電池を能動型無線周波数識別タグの電力供給ソースとして採用することがある。その基本構成は図１に示すように、薄膜光起電力電池１と、導電層２と、無線周波数識別チップ３とは、基板４上に設置されて、上基材層５及び下基材層６は、ゲル封止層７を介して固定された後、薄膜光起電力電池１、導電層２、無線周波数識別チップ３及び基板４を封止する。しかしながら、従来の能動型無線周波数識別タグは、薄膜光起電力電池１を採用して省エネの目的を達成することができるが、従来の能動型無線周波数識別タグは、無線周波数識別チップ３内の入力完了情報を伝達できるだけで、その他の機能を備えていない。このほか、薄膜光起電力電池１は、太陽光源がなければ電力変換及び電力供給を行うことができず、もし光源不足の場合、能動型無線周波数識別タグは、連続的かつ長時間に作動することができない。

本考案は、上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、薄膜光起電力電池を採用して電力供給を行うと同時に、感知装置及び蓄電装置が結合設置される、多機能能動型無線周波数識別タグを提供することにある。

本考案の目的に従って、本考案は、基板と、基板上に設置され、エッチング又は印刷によりアンテナ及び回路を構成する導電層と、導電層上に設置されると共に、導電層の回路と電気的に接続される薄膜光起電力電池と、導電層上に設置されると共に、導電層の回路と電気的に接続される感知装置と、導電層上に設置されると共に、導電層の回路とアンテナと電気的に接続される無線周波数識別チップとを備え、かつ無線周波数識別チップは、導電層の回路を介して薄膜光起電力電池と、感知装置と電気的に接続される多機能能動型無線周波数識別タグを提供するものである。

より好ましくは、この多機能能動型無線周波数識別タグは、下基材層と、上基材層とをさらに含み、下基材層は、基板の下に設置され、上基材層は、薄膜光起電力電池と、感知装置と、無線周波数識別チップとの上に設置され、かつ下基材層と上基材層との間にゲル封止層が接合形成される。

より好ましくは、この多機能能動型無線周波数識別タグは、導電層上に設置される薄膜蓄電装置をさらに含み、かつ薄膜蓄電装置は、導電層の回路と、薄膜光起電力電池と、無線周波数識別チップとに電気的に接続される。

より好ましくは、この多機能能動型無線周波数識別タグは、下基材層と、上基材層とをさらに含み、下基材層は、基板の下に設置され、上基材層は、薄膜光起電力電池と、感知装置と、無線周波数識別チップと、薄膜蓄電装置との上に設置され、かつ下基材層と上基材層との間にゲル封止層が接合形成される。

より好ましくは、薄膜光起電力電池と、感知装置と、無線周波数識別チップと、薄膜蓄電装置とは、接合又ははんだ付け方式で設置される。

より好ましくは、薄膜蓄電装置の厚さが２ｍｍよりも小さくてもよい。

より好ましくは、薄膜蓄電装置は、例えば薄膜型充電可能な電池又は薄膜型キャパシタであってもよい。

より好ましくは、薄膜型キャパシタは、薄膜スーパーキャパシタであってもよい。

より好ましくは、上基材層と、ゲル封止層とは、無線周波数識別チップに対応する位置に切欠部が形成される。

より好ましくは、基板と、下基材層と、上基材層とは、例えば透光プラスチック材又は透光ガラスから作製される。

より好ましくは、透光プラスチック材は、例えばＰＥＴ、ＰＥ、ＰＭＭＡ、ＰＩ、ＰＡ、ＰＵ又はアクリルを含んでもよい。

より好ましくは、基板の厚さが１０μｍ〜５００μｍであってもよい。

より好ましくは、下基材層及び上基材層の厚さが５０μｍ〜５００μｍであってもよい。

より好ましくは、薄膜光起電力電池の厚さが１０μｍよりも小さくてもよい。

より好ましくは、薄膜光起電力電池は、例えば有機太陽電池（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ，ＯＰＶ）又はペロブスカイト太陽電池であってもよい。

より好ましくは、感知装置は、例えば温度センサ又は湿度センサであってもよい。

以上に述べたように、本考案の多機能能動型無線周波数識別タグは、薄型化の長所を有し、環境制限を受けることがなく、その他の物体上に貼り付けて使用することができ、かつ本考案は、薄膜光起電力電池を採用してチップに電力を供給することにより、省エネの目的を達成することができる。さらに、本考案は、タグ外観構造を変えずに、感知装置を結合することにより、基本的なタグ信号を提供できるほか、さらに感知装置で検知される信号（例えば、温度や湿度などの信号）を提供することができる。このほか、本考案は、さらに薄膜蓄電装置が結合設置されることで、無線周波数識別チップは、連続的かつ長時間に電力を得ることができることから、前記能動型無線周波数識別タグは、光源不足などの問題に起因する作動中断のようなことがない。

従来技術の能動型無線周波数識別タグを示す模式図である。 本考案の多機能能動型無線周波数識別タグの第１実施例を示す第１模式図である。 本考案の多機能能動型無線周波数識別タグの第１実施例を示す第２模式図である。 本考案の多機能能動型無線周波数識別タグの第１実施例を示す第３模式図である。 本考案の多機能能動型無線周波数識別タグの第２実施例を示す模式図である。 本考案の多機能能動型無線周波数識別タグの第３実施例を示す第１模式図である。 本考案の多機能能動型無線周波数識別タグの第３実施例を示す第２模式図である。 本考案の多機能能動型無線周波数識別タグの第３実施例を示す第３模式図である。

本考案をより完全に理解するために、本考案の技術特徴、内容と長所及びそれが達成できる作用効果については、添付図面を参照して、実施例の表現形式で以下のように詳細に説明される。なお、使用された図面は、単に例示又は明細書内容を補助する目的としたものであって、本考案の実施後の原寸に比例したものや精確に配置したものには何ら拘束されない。よって、図示された図面は、添付図面の比率と配置関係で解釈されてはならず、本考案を実際に実施する権利範囲に制限することを意図したものではないことについて先に説明しておきたい。
（第１実施例と第２実施例）

図２〜図４を参照し、それらの図はそれぞれ本考案の多機能能動型無線周波数識別タグの第１実施例を示す第１模式図、第２模式図及び第３模式図であると同時に、図５を参照し、この図は本考案の多機能能動型無線周波数識別タグの第２実施例を示す模式図である。第１実施例及び第２実施例において、本考案の多機能能動型無線周波数識別タグは、主に、基板１０と、導電層２０と、薄膜光起電力電池３０と、感知装置４０と、無線周波数識別チップ５０とを備え、その中、前記感知装置４０は、例えば温度センサや湿度センサなどであってもよい。導電層２０は、基板１０上に設置され、かつ前記導電層２０は、エッチング又は印刷によりアンテナ及び回路を構成する。薄膜光起電力電池３０は、導電層２０上に設置されると共に、導電層２０の回路と電気的に接続される。感知装置４０は、導電層２０上に設置されると共に、導電層２０の回路と電気的に接続される。無線周波数識別チップ５０は、導電層２０上に設置されると共に、導電層２０の回路とアンテナと電気的に接続され、かつ無線周波数識別チップ５０は、導電層２０の回路を介して薄膜光起電力電池３０と、感知装置４０とに電気的に接続される。特に、注意すべき点は、本考案は、タグ構造を変更せずに、前記感知装置４０を結合することにより、このタグを物体上に貼り付ける時、前記タグは、最も基本的なタグ信号を提供できるほか、さらに感知装置４０で感知される信号（例えば、貼り付けた前記物体又は外部環境の温度や湿度などの信号）を提供することができる。

上記において、薄膜光起電力電池３０と、感知装置４０と、無線周波数識別チップ５０とは、接合又ははんだ付け方式で導電層２０上に設置され、もし接合方式を採用する場合、薄膜光起電力電池３０、感知装置４０及び無線周波数識別チップ５０は、それぞれ導電層２０との間にゲル粘着層Ａが形成される。

上記において、本考案の多機能能動型無線周波数識別タグは、図３に示すように、下基材層６０と、上基材層７０とをさらに含む。下基材層６０は、基板１０の下に設置され、上基材層７０は、薄膜光起電力電池３０と、感知装置４０と、無線周波数識別チップ５０との上に設置され、かつ下基材層６０と上基材層７０との間には、封止ゲルで接合されてゲル封止層Ｂが形成されることにより、基板１０、導電層２０、薄膜光起電力電池３０、感知装置４０及び無線周波数識別チップ５０を下基材層６０と上基材層７０との間に実装することができる。また、第２実施例において、図５に示すように、上基材層７０と、ゲル封止層Ｂとは、無線周波数識別チップ５０に対応する位置に切欠部Ｃが形成され、無線周波数識別チップ５０は、前記切欠部Ｃに収容される。
（第３実施例）

続いて、図６〜図８を参照し、それらの図はそれぞれ本考案の多機能能動型無線周波数識別タグの第３実施例を示す第１模式図、第２模式図及び第３模式図である。第３実施例において、本考案の多機能能動型無線周波数識別タグは、同様に基板１０と、導電層２０と、薄膜光起電力電池３０と、感知装置４０と、無線周波数識別チップ５０と、下基材層６０と、上基材層７０とを備えると同時に、薄膜蓄電装置８０が結合設置される。前記薄膜蓄電装置８０は、導電層２０上に設置されると共に、下基材層６０と上基材層７０との間に実装され、かつ薄膜蓄電装置８０は、導電層２０の回路と、薄膜光起電力電池３０と、無線周波数識別チップ５０とに電気的に接続され、前記薄膜蓄電装置８０を利用して薄膜光起電力電池３０の光源変換によって得られた電力を保存することができ、これにより、無線周波数識別チップ５０は、光源不足の場合でも、依然として継続的に電力を得ることができる。その中、薄膜蓄電装置８０は、薄膜蓄電装置８０と導電層２０との間にゲル粘着層Ａを形成するような接合方式で導電層２０上に設置されてもよく、あるいは前記薄膜蓄電装置８０は、はんだ付け方式で設置されてもよいが、これに限定されるものではない。より好ましくは、本考案が採用する薄膜蓄電装置８０は、例えば薄膜型充電可能な電池又は薄膜型キャパシタであってもよく、かつ薄膜蓄電装置８０の厚さが２ｍｍよりも小さく、その中、かかる薄膜型キャパシタは、薄膜スーパーキャパシタであってもよい。

上記各実施例において、基板１０と、下基材層６０と、上基材層７０とは、透光プラスチック材又は透光ガラスから作製され、かつ基板１０の厚さが１０μｍ〜５００μｍであることが好ましく、下基材層６０及び上基材層７０の厚さが５０μｍ〜５００μｍであることが好ましく、その中、前記透光プラスチック材は、例えばＰＥＴ、ＰＥ、ＰＭＭＡ、ＰＩ、ＰＡ、ＰＵ又はアクリルを含んでもよい。

上記各実施例において、薄膜光起電力電池３０は、例えば有機太陽電池（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ，ＯＰＶ）又はペロブスカイト太陽電池であってもよく、かつ薄膜光起電力電池３０の厚さが１０μｍよりも小さいことが好ましい。

上記を総合すると、本考案の多機能能動型無線周波数識別タグには、温度センサや湿度センサなどの感知装置が設置されることで、無線周波数識別チップは、タグ信号を発信できるほか、さらに環境又は貼り付けた物体に対して検知される信号を提供することができる。さらに、本考案は、薄膜構造の光起電力電池を光電変換の電気エネルギーの提供として利用すると共に、電源の一時保存及び供給として薄膜キャパシタのような薄膜蓄電装置を結合し、光源制限を受けることがなく、連続的電力を無線周波数識別チップに提供することができ、前記無線周波数識別チップは、長時間かつ中断せずに信号サービスを提供することができる。また、本考案は、薄膜素子の整合設計により、構造がより平坦かつ簡易な能動型無線周波数識別タグを生成することができ、そして関連素子の薄膜蓄電装置及び光起電力電池は、ロール・ツー・ロール（Ｒｏｌｌ ｔｏ ｒｏｌｌ，Ｒ２Ｒ）製造工程で低コストの量産を行うことができる。

以上の説明をまとめると、本考案は、従来技術を突破した上、確実に促進しようとする作用効果を達成し、かつその技術分野を熟知する当業者が容易に想到できたものではない。さらに、本考案は、出願前に公開されたことなく、かつその具備する進歩性、実用性は明らかに実用新案の出願要件を満たすものなので、実用新案法の規定に従って、実用新案登録出願を提出する。貴庁が、創作を奨励するために、本願考案につき、何卒ご審査の上、登録すべき旨のご決定を賜りますよう、お願い申し上げます。

以上に述べたような実施例はあくまでも、本考案の技術思想及び特点を説明するに過ぎず、その目的としては、その技術分野を熟知する当業者であれば、本考案の内容を理解させることが可能で、またそれに基づいて実施し、勿論、それを本考案の実用新案登録請求の範囲になんらの制限を加わるものではない。即ち、概して本考案に掲示される精神を逸脱しない限り、その変更又は修正は、なお、本考案の実用新案登録請求の範囲内に含まれるものとする。

１，３０ 薄膜光起電力電池
２，２０ 導電層
３，５０ 無線周波数識別チップ
４，１０ 基板
５，７０ 上基材層
６，６０ 下基材層
７，Ｂ ゲル封止層
４０ 感知装置
８０ 薄膜蓄電装置
Ａ ゲル粘着層
Ｃ 切欠部

Claims (10)

1. 基板と、前記基板上に設置され、エッチング又は印刷によりアンテナ及び回路を構成する導電層と、前記導電層上に設置されると共に、前記導電層の回路と電気的に接続される薄膜光起電力電池と、前記導電層上に設置されると共に、前記導電層の回路と電気的に接続される感知装置と、前記導電層上に設置されると共に、前記導電層の回路とアンテナと電気的に接続される無線周波数識別チップとを備え、かつ前記無線周波数識別チップは、前記導電層の回路を介して前記薄膜光起電力電池と、前記感知装置とに電気的に接続されることを特徴とする、多機能能動型無線周波数識別タグ。
2. 下基材層と、上基材層とをさらに含み、前記下基材層は、前記基板の下に設置され、前記上基材層は、前記薄膜光起電力電池と、前記感知装置と、前記無線周波数識別チップとの上に設置され、かつ前記下基材層と前記上基材層との間にゲル封止層（Ｂ）が接合形成されることを特徴とする、請求項１に記載の多機能能動型無線周波数識別タグ。
3. 前記導電層上に設置される薄膜蓄電装置をさらに含み、かつ前記薄膜蓄電装置は、前記導電層の回路と、前記薄膜光起電力電池と、前記無線周波数識別チップとに電気的に接続されることを特徴とする、請求項１に記載の多機能能動型無線周波数識別タグ。
4. 下基材層と、上基材層とをさらに含み、前記下基材層は、前記基板の下に設置され、前記上基材層は、前記薄膜光起電力電池と、前記感知装置と、前記無線周波数識別チップと、前記薄膜蓄電装置との上に設置され、かつ前記下基材層と前記上基材層との間にゲル封止層（Ｂ）が接合形成されることを特徴とする、請求項３に記載の多機能能動型無線周波数識別タグ。
5. 前記薄膜光起電力電池と、前記感知装置と、前記無線周波数識別チップと、前記薄膜蓄電装置とは、接合又ははんだ付け方式で設置されることを特徴とする、請求項３に記載の多機能能動型無線周波数識別タグ。
6. 前記薄膜蓄電装置は、薄膜型充電可能な電池又は薄膜型キャパシタであることを特徴とする、請求項３に記載の多機能能動型無線周波数識別タグ。
7. 前記薄膜型キャパシタは、薄膜スーパーキャパシタであることを特徴とする、請求項６に記載の多機能能動型無線周波数識別タグ。
8. 前記上基材層と、前記ゲル封止層（Ｂ）とは、前記無線周波数識別チップに対応する位置に切欠部（Ｃ）が形成されることを特徴とする、請求項２又は請求項４に記載の多機能能動型無線周波数識別タグ。
9. 前記薄膜光起電力電池は、有機太陽電池（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ，ＯＰＶ）又はペロブスカイト太陽電池であることを特徴とする、請求項１に記載の多機能能動型無線周波数識別タグ。
10. 前記感知装置は、温度センサ又は湿度センサであることを特徴とする、請求項１に記載の多機能能動型無線周波数識別タグ。